專利名稱：一種微孔沸石材料改性peek及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型共混物及其制備方法，具體涉及一種微孔沸石材料改性PEEK 及其制備方法，屬于改性PEEK技術領域。
背景技術：
PEEK(聚醚醚酮)是在主鏈結構中含有一個酮鍵和兩個醚鍵的重復單元所構成的高聚物，屬特種高分子材料。具有耐高溫、耐化學藥品腐蝕等物理化學性能，是一類結晶高分子材料，PEEK具有較高的玻璃化轉變溫度(Tg= 143°C)和熔點(Tm = 3;34°C)，其負載熱變形溫度高達316°C，長期使用溫度為260°C，瞬時使用溫度可達300°C。PEEK具有突出的剛性和柔性，特別是對交變應力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美。微孔沸石材料是一類結晶的納米級硅鋁酸鹽微孔結晶體，具有三維空曠骨架結構，骨架結構由TO4CT為Si或Al)四面體通過共享氧原子連接成多元環(huán)和籠。這些多元環(huán)和籠被稱為次級結構單元。這些次級結構單元組成沸石的三維骨架結構，骨架中由環(huán)組成的孔道是沸石的最主要結構特征。微孔沸石材料比傳統(tǒng)的納米材料，具有更大的比表面積， 在三維的方向上對材料進行增強，不但不會損失材料的韌性或剛性，還會大大提高材料的各種力學性能，與普通納米材料相比，微孔沸石材料具有更加優(yōu)越的可用性。另外，目前人們對微孔沸石的關注僅僅停留在其豐富的孔以及較好的吸附性上，而利用微孔沸石所具有的三維框架結構來增強高分子材料，至今沒有報道過。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種新材料即微孔沸石材料改性PEEK，且提供了一種工藝簡單可行的制備方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種微孔沸石材料改性PEEK及其制備方法，原材料由以下重量份原料組成微孔沸石材料0.1 30%PEEK 純樹脂70 99. 9%所述的微孔沸石材料可以是天然沸石材料或人工沸石材料如ZSM_5、Y型沸石、A 型沸石。所述的PEEK純樹脂為國外或國內各種牌號的PEEK純樹脂粒料，如吉大特塑中心所生產的CoPEEK純樹脂粒料等。本發(fā)明的技術方案還可以是提供一種微孔沸石材料改性PEEK的制備方法，包括如下步驟(1)按重量份稱取原材料，其中微孔沸石材料(未焙燒)于馬弗爐中800°C焙燒 4h，自然冷卻后待用；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。本發(fā)明中，由于微孔沸石材料具有三維的孔道方向，即“珊瑚結構”，可以在三維方向上對PEEK進行增強。此外，微孔沸石材料的納米尺寸效應和與聚合物界面強相互作用等性能，可以使其在低填充量下，大幅度提高材料的韌性。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、PEEK純樹脂基體中加入少量的微孔沸石材料，便可有效提高PEEK機械性能。2、由于天然微孔沸石材料價格便宜，為了降低材料成本，可以添加10%以上，既能降低材料的成本，又能大大提高材料的機械性能。3、微孔沸石材料的引入對PEEK力學性能提高較大。4、微孔沸石材料改性PEEK制備所采用的設備簡單，工藝簡單可行。
具體實施例方式下面給出實例以對本發(fā)明進行具體描述。實施例1所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、微孔沸石材料ZSM-5。(1)稱取50g微孔沸石材料ZSM-5 (未焙燒)于馬弗爐中800°C焙燒4h，自然冷卻后待用；(2)稱取PEEK純樹脂粒料0. 95Kg ；(3)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(4)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。實施例2所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、微孔沸石材料ZSM-5。(1)稱取IOOg微孔沸石材料ZSM_5(未焙燒)于馬弗爐中800°C焙燒4h，自然冷卻后待用；(2)稱取PEEK純樹脂粒料0. 9Kg ；(3)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(4)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。實施例3所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、微孔沸石材料ZSM-5。(1)稱取150g微孔沸石材料ZSM_5(未焙燒)于馬弗爐中800°C焙燒4h，自然冷卻后待用；
(2)稱取PEEK純樹脂粒料0. 9Kg ；(3)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(4)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。因為ZSM-5的成分是SiO2，所以，這里拿納米SW2即納米白炭黑來做對比例對比例1所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、納米SW2。(1)將PEEK純樹脂粒料和納米SW2按比例95 5質量份稱取原料；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。對比例2所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、納米SW2。(1)將PEEK純樹脂粒料和納米SW2按比例90 10質量份稱取原料；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。對比例3所用的原材料包括PEEK純樹脂粒料、納米SW2。(1)將PEEK純樹脂粒料和納米SW2按比例85 15質量份稱取原料；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。擠出機從加料段到口模的溫度分別為370°C、375°C、380°C、385°C、390°C、395°C、 400 °C。各種性能指標測試結果如表1所示。表1實施例與對比例試樣的各項性能測試結果
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由上表可見，體系中，由于加入了微孔沸石材料，其各種力學性能均有明顯上升， 通過與傳統(tǒng)的納米S^2對比，微孔沸石材料更能大幅度提高材料的性能，此外，從熱變形溫度看，經微孔沸石材料改性的PEEK具有更高的熱變形溫度。其實用性遠遠好于傳統(tǒng)的納米粒子，可以滿足PEEK在不同情沉下的需求。
權利要求
1.一種微孔沸石材料改性PEEK，其特征在于有以下重量份原料組成70 99. 9%的 PEEK和0. 1 30%的微孔沸石。
2.根據(jù)權利要求1所述的微孔沸石材料改性PEEK，其特征在于所述的微孔沸石材料可以是天然沸石或人工沸石如ZSM-5、Y型沸石、A型沸石等等。
3.根據(jù)權利要求1所述的微孔沸石材料改性PEEK，其特征在于所述的原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻。
4.根據(jù)權利要求1到3任一要求所述的微孔沸石材料改性PEEK的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)按重量份稱取原材料，其中將微孔沸石材料(未焙燒)于馬弗爐中800°C焙燒4h， 自然冷卻后待用；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330 420°C的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新材料，具體為微孔沸石材料改性PEEK70％～99.9％的PEEK純樹脂和0.1～30％的微孔沸石。本發(fā)明微孔沸石材料改性PEEK的制備方法如下(1)按重量份稱取原材料，其中將微孔沸石材料(未焙燒)于馬弗爐中800℃焙燒4h，自然冷卻后待用；(2)將所有原料在室溫下利用超高速混合機進行簡單混合，使其混合均勻；(3)將混合好的原料加到螺桿擠出機中，在330～420℃的溫度下擠出并經切粒機剪切造粒，即獲得本發(fā)明的微孔沸石材料改性PEEK。本發(fā)明微孔沸石材料改性PEEK具有優(yōu)良的耐高溫、強度、及韌性，比傳統(tǒng)納米改性高分子材料的性能優(yōu)越的多。
文檔編號B29B9/06GK102399413SQ20101028202
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權日2010年9月15日
發(fā)明者劉楠, 吳杰, 孫東巖, 李峰, 王興年, 馬俊杰, 黃水萍 申請人:哈爾濱鑫達高分子材料工程中心有限責任公司